[发明专利]形成太阳电池掺杂区的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成太阳电池掺杂区的方法，特别涉及一种激光活化离子注入的杂质源形成太阳电池掺杂区或者选择性掺杂区的方法，该方法包括在太阳电池上形成N型掺杂(n++)区或者形成P型掺杂(p++)区，属于光伏掺杂技术领域。 

背景技术

由于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，目前世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮，太阳能利用技术得到了快速的发展，其中利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的应用越来越广泛。而太阳电池就是其中最为普遍的被用来将太阳能转换为电能的器件。在实际应用中，一般是以由多个太阳电池串联(以互连条焊接串联连接)而成的电池组件作为基本的应用单元。 

掺杂是太阳电池制备过程中的基本工艺，是指人为地将所需要的杂质以一定的方式(热扩散、离子注入)掺入到硅片表面薄层，并使其达到规定的数量和符合要求的分布形式。掺杂不仅可以制造pn结，还可以制造电阻、欧姆接触、互连线等。其中，离子注入是指将杂质电离成离子并聚焦成离子束，在电场中加速而获得极高的动能后，注入到硅片(称为“靶”)中而实现掺杂质。 

离子注入到硅片中的杂质源大部分都停留在硅原子的间隙位置处，而处在这个位置上的杂质原子是不会释放出载流子的，也就不会改变半导体的电特性，从而达不到掺杂的目的。离子注入掺杂后必须经过适当的退火处理(又称为活化，annealing)，使得注入的杂质原子与晶格中的硅原子键合而释放出载流子，从而改变导体的电特性，这个过程称为杂质原子的电激活，退火处理也可以减少注入损伤。合适的退火工艺可以将注入杂质激活，将二次缺陷降低到最小。 

目前在太阳电池领域中，离子注入掺杂剂形成的发射极主要利用高温活化形成，而离子注入形成的选择性发射极需要在重掺杂区域加大注入剂量，然后利用高温活化形成，此活化工艺所需温度一般在900～1100℃左右，一般利用快速热处理(Rapid Thermal Processing，RTP)与管式退火炉进行。虽然 能够满足掺杂要求，但是所需活化工艺温度太高，而且工艺比较复杂，特别是活化的高温工艺会使得硅片的本体少子寿命大幅下降，因此工艺适应性比较差，不适用于硅片质量较差的硅片，特别是目前需求量最大的多晶硅片。另外高温工艺是高能耗工艺，活化成本较高，而且高温活化工艺只能在电池工艺的前端工序中进行，不适用在后端工序中进行，工艺灵活性较小。 

发明内容

本发明提供一种形成太阳电池掺杂区的方法，目的是解决高温活化存在的对硅片质量要求高、工艺复杂以及活化成本高的问题。 

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种形成太阳电池掺杂区的方法，包括以下步骤： 

(1)在一半导体基片的表面形成一钝化层； 

(2)采用离子注入的方法，穿过所述钝化层在所述半导体基片上形成杂质源区； 

(3)采用激光照射所述杂质源区使其活化以得到太阳电池掺杂区。 

在一较佳实施例中，所述钝化层的厚度为10nm～500nm。优选的范围为60nm～300nm。 

在一较佳实施例中，所述激光的发生器为脉冲激光器或者连续波激光器；所述激光的波长范围为从紫外波段到红外波段；所述激光的功率为2W～10W；所述激光的速度为1mm/s～6000mm/s。 

在一较佳实施例中，所述钝化层也为减反层。 

在一较佳实施例中，所述钝化层为氮化硅钝化层、二氧化硅钝化层或者三氧化二铝钝化层。 

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：一种形成太阳电池掺杂区的方法，包括以下步骤： 

(1)采用离子注入的方法，在一半导体基片上形成杂质源区； 

(2)在所述半导体基片上具有所述杂质源区的那一侧表面形成一钝化层； 

(3)采用激光照射所述杂质源区使其活化以得到太阳电池掺杂区。 

在一较佳实施例中，所述钝化层的厚度为10nm～500nm。优选的范围为60nm～300nm。 

在一较佳实施例中，所述激光的发生器为脉冲激光器或者连续波激光 器；所述激光的波长范围为从紫外波段到红外波段；所述激光的功率为2W～10W；所述激光的速度为1mm/s～6000mm/s。 

在一较佳实施例中，所述钝化层也为减反层。 

在一较佳实施例中，所述钝化层为氮化硅钝化层、二氧化硅钝化层或者三氧化二铝钝化层。 

上述技术方案中的有关内容解释如下：